(57)【要約】  メタンハイドレートを採掘する方法、システムおよび装置、ならびにメタンハイドレート（１）からメタンを回収する方法およびシステムであって、メタンハイドレートを含有する海底（２）を採取し、海面（Ｏ）に位置する補給装置（３）へ運搬し、メタンハイドレート（１）からメタンを回収する。
2019529752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタンハイドレートを含有する海底（２）を採取し、海面（０）に位置する補給装置（３）へ運搬する、メタンハイドレート（１）を採掘する方法。
【請求項２】
前記運搬を、ガスリフト法、好適にはエアリフト法および／またはメタンリフト法を用いて行うことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記採取中および／または前記運搬中、メタンハイドレート（１）を海底に残された物から分離する手段を講じない、かつ／またはメタンハイドレートからメタンを生成する手段を講じないことを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
メタンハイドレートを含有する海底（２）へ適切な熱の注入が行われないことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記採取中に生成されることがある、かつ／または放出されることがあるガスを捕集し、前記補給装置（３）へ案内することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記採取中にガスが生成されるかかつ／または放出されるかを検出し、ガスが検出されたときにだけガス収集装置（５）を作動させることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記採取を、回転駆動式の採取工具、好ましくはボーリングヘッド（６）を有する採取手段を用いて行うことを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記採取を、相並んで実施されるボーリングによって行うことを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
特に請求項１から８までのいずれか１項記載の方法を実施するための、メタンハイドレートを採掘するシステムにおいて、
処理装置（８）であって、該処理装置（８）によって、メタンハイドレートおよびメタンが、採取された海底の他の成分から分離可能である、処理装置（８）と、
採取手段であって、該採取手段によって、メタンハイドレートを含有する海底が採取可能である、採取手段と、
前記処理装置（８）と前記採取手段との間の接続管路（９）と、
を備える、メタンハイドレートを採掘するシステム。
【請求項１０】
前記採取手段は、好ましくは収集開口（１０）を有するボーリングヘッド（６）と好ましくは回転駆動装置（１１）とを有することを特徴とする、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
好ましくは作動および停止可能であるガス収集装置（５）とガス検出器（１２）とを有するガス捕集手段（４）が設けられていることを特徴とする、請求項９または１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記採取手段と前記ガス捕集手段（４）とが、海底（Ｂ）に位置決め可能なユニット（１４）の一部を形成していることを特徴とする、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記処理装置（８）は、ガス分離設備（１３）を有することを特徴とする、請求項９から１２までのいずれか１項記載のシステム。
【請求項１４】
メタンハイドレート採取装置（３００）であって、
前面（３０２）と径方向の面（３０３）とを有する、回転軸線（Ｄ）を中心に回転駆動可能な採取ヘッド（３０１）を備え、
前記前面（３０２）に、少なくとも１つの前面側の採取工具（３０４）が設けられており、好ましくは前記径方向の面（３０３）に少なくとも１つの径方向の採取工具（３０５）が設けられており、
前記採取ヘッド（３０１）は、採取された海底を収集する収集開口（３０７）を有する、
メタンハイドレート採取装置。
【請求項１５】
前記収集開口（３０７）は、前記前面（３０２）に設けられていることを特徴とする、請求項１４記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項１６】
前記採取ヘッド（３０１）は、基体（３０８）を有し、該基体（３０８）は、前記前面（３０２）と前記径方向の面（３０３）とを形成していることを特徴とする、請求項１４または１５記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項１７】
前記前面（３０２）に、好ましくは前記回転軸線（Ｄ）に対して回転対称に、前記前面（３０２）から突出するボーリングビット（３０６）が設けられていることを特徴とする、請求項１４から１６までのいずれか１項記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項１８】
前記前面（３０２）は、好ましくは鈍角な前面角度（α１）を有する円錐面として構成されており、該前面角度（α１）は、好ましくは１８０°〜９０°、特に好ましくは１７５°〜１３０°、その上特に好ましくは約１７０°であることを特徴とする、請求項１４から１７までのいずれか１項記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項１９】
前記径方向の面（３０３）は、好ましくは鋭角の径方向の面の角度を有する円錐面として構成されており、該径方向の面の角度は、好ましくは５°〜９０°、特に好ましくは８°〜２０°、その上特に好ましくは約１０°であることを特徴とする、請求項１４から１８までのいずれか１項記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項２０】
前記メタンハイドレート採取装置（３００）は、採取物供給装置（３１０）を備え、該採取物供給装置（３１０）は、前記前面とは反対側に位置する背面（３１１）側で、前記基体（３０８）と結合されていることを特徴とする、請求項１４から１９までのいずれか１項記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項２１】
前記基体（３０８）内に、前記収集開口（３０７）と前記採取物供給装置（３１０）とに連通している運搬チャネル（３０９）が設けられていることを特徴とする、請求項２０記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項２２】
前記採取物供給装置（３１０）は、好ましくは接続部材（３１３）を介して、搬送管路（３１２）と結合されていることを特徴とする、請求項１４から２１までのいずれか１項記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項２３】
前記搬送管路（３１２）は、中空のボーリングライン（３１４）の内部によって形成されていることを特徴とする、請求項２２記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項２４】
前記基体（３０８）は、前記前面（３０２）と前記背面（３１１）との間に少なくとも１つの貫通開口（３１６）を有することを特徴とする、請求項１４から２３までのいずれか１項記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項２５】
採取ヘッド支持装置（３１７）が設けられており、該採取ヘッド支持装置（３１７）によって、前記採取ヘッド（３０１）は、前記回転軸線（Ｄ）を中心に回転可能に支持されていることを特徴とする、請求項１４から２４までのいずれか１項記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項２６】
前記採取ヘッド（３０１）を回転駆動するための回転駆動装置（３１８）が設けられており、該回転駆動装置（３１８）は、前記採取ヘッド支持装置（３１７）に支持されていることを特徴とする、請求項２５記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項２７】
前記採取ヘッド支持装置（３１７）は、複数の支持脚（３２０）を、好ましくは少なくとも３つの支持脚（３２０）を有することを特徴とする、請求項２５または２６記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項２８】
前記採取ヘッド支持装置（３１７）は、少なくとも１つの推進装置（３２１）を有することを特徴とする、請求項１４から２７までのいずれか１項記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項２９】
前記採取ヘッド支持装置（３１７）は、少なくとも１つのガスシールド（３２２）を有し、該ガスシールド（３２２）によって、前記採取ヘッド（３０１）の付近の空間領域が、少なくとも部分的に周辺に対して任意にシールド可能であることを特徴とする、請求項１４から２８までのいずれか１項記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項３０】
好ましくは前記採取ヘッド支持装置（３１７）に配置可能なガス検出器（３２７）が設けられている、請求項２９記載のメタンハイドレート採取装置。
【請求項３１】
メタンハイドレート（１）からメタンを回収する方法において、
メタンハイドレートを含有する海底（Ｂ）を採取し、採取物を、搬送管路（４０２）内で水面（Ｏ）へ向けて発生させられた水流（Ｓ）にのせて搬送し、
水流（Ｓ）を発生させるために、水面（Ｏ）下でメタンガスを前記搬送管路（４０２）内に導入する、
メタンハイドレート（１）からメタンを回収する方法。
【請求項３２】
メタンガスを、少なくとも部分的に、搬送プロセスの進行中、搬送されるメタンハイドレート（１）から発生させることを特徴とする、請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記搬送プロセスの開始時、圧力下で用意されたメタンガスを前記搬送管路（４０２）内に導入することを特徴とする、請求項３１または３２記載の方法。
【請求項３４】
３ＭＰａ〜５ＭＰａの圧力下にあるメタンガスを前記搬送管路内に導入することを特徴とする、請求項３１から３３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項３５】
メタンハイドレートからメタンを回収するシステムであって、
メタンハイドレートを含有する海底（Ｂ）を採取するための採取手段（４０６）と、
海底に位置する採取物を搬送するための搬送管路（４０２）と、
メタンガスタンク（４１６）であって、該メタンガスタンク（４１６）内に、搬送されたまたは採取物から回収されたメタンガスが貯蔵可能である、メタンガスタンク（４１６）と、
前記メタンガスタンク（４１６）と水面（Ｏ）下で前記搬送管路（４０２）とに接続されたメタンガス管路と、
を備える、メタンハイドレートからメタンを回収するシステム。
【請求項３６】
弁手段（４２１）が設けられており、該弁手段（４２１）によって、前記メタンガスタンク（４１６）は、任意に前記ガス管路（４２０）を介して、前記搬送管路（４０２）と接続可能であることを特徴とする、請求項３５記載のシステム。
【請求項３７】
前記弁手段（４２１）は、メタンガスが前記搬送管路（４０２）内に流入する体積流量および／または圧力を変化させることができるように構成されている、請求項３６記載のシステム。
【請求項３８】
単位時間あたりの廃物の搬送量を検出するための手段、好ましくは体積流量検出手段（４２３）が設けられていることを特徴とする、請求項３７記載のシステム。
【請求項３９】
前記手段は、目標値による体積流量が得られるように前記弁手段（４２１）が制御できるように構成されているとともに前記弁手段（４２１）と接続されていることを特徴とする、請求項３８記載のシステム。
【請求項４０】
前記採取手段（４０６）は、少なくとも１つのガス検出器とガスシールド装置（４１２）とを有する採取装置（４０３）の一部であり、該ガスシールド装置（４１２）によって、前記採取手段（４０６）の付近の領域が周辺に対して少なくとも部分的にシールド可能であることを特徴とする、請求項３５から３９までのいずれか１項記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタンハイドレートを採掘する方法、システムおよび装置、ならびにメタンハイドレートからメタンを回収する方法およびシステムに関する。
【０００２】
特開２０１４−２０１８７５号公報において、海底からメタンを回収する方法および装置がすでに公知である。装置は、メタンハイドレート埋蔵物の領域において海底に降下可能であるボーリングビットを有する。ボーリングビットは、加熱装置を有し、そのために、加温された海水を埋蔵物内に導入するように構成されており、これによりメタンハイドレートが海底の他の成分から分離される。装置は、捕集装置をさらに有し、捕集装置によって、分離されたメタンハイドレートまたはすでに存在するメタンガスが捕集され、海面に通じる搬送管路に供給される。しかし、この装置の運転も、必要とされる加熱出力に基づいてエネルギを大量に消費することが判った。
【０００３】
したがってその際の欠点は、コストが嵩む、特にエネルギコストが嵩むこと、および／または所望される多くの条件の下で所望される高い産出量をもたらさないことである。
【０００４】
したがって、本発明の課題は、記載された欠点の少なくとも１つに関して改善された、特に海底のメタンハイドレート埋蔵物のエネルギ効率的な採掘を可能にするとともにメタンハイドレートからメタンを回収する際のエネルギ収支が改善された、方法、システムおよび装置を提供することである。
【０００５】
この課題は、請求項１に記載されたメタンハイドレートを採掘する方法、請求項９に記載されたメタンハイドレートを採掘するシステム、請求項１４に記載されたメタンハイドレートを採取する装置、請求項３１に記載されたメタンハイドレートからメタンを回収する方法、および請求項３５に記載されたメタンハイドレートからメタンを回収するシステムによって解決される。
【０００６】
本発明に係る、メタンハイドレートを採掘する方法では、メタンハイドレートを含有する海底が、好ましくは機械式に採取され、好ましくは海面の付近または海面より上に設けられた処理装置へ運搬される。処理装置によって、好ましくはメタンハイドレートおよび／またはメタンが、採取された海底の他の成分から分離される。好ましくは、メタンハイドレートと海底のその他の物とから成る混合物が採取される。
【０００７】
好ましくは、メタンハイドレートを含有する海底は、固体の凝集状態で採取され、またさらに好ましくは固体の凝集状態で、好ましくは、たとえば運搬中に逃げ出すことがあるメタンとともに処理装置へ運搬される。このようにすると、産出量とコストとの関係を改善し、特にメタンハイドレートからメタンガスを生産するのに必要なエネルギコストを削減することが可能であることが判った。
【０００８】
好ましくは、メタンハイドレートを含有する海底の運搬は、エアリフト法によって行われる。エアリフト法は、それ自体たとえば独国特許第１９６２６５９１号明細書（DE 196 26 591 C1）からすでに公知である。好ましくは、エアリフト法では、削剥された海底を搬出するために搬送管路に圧縮空気が吹き込まれ、このようにしてそこに存在する材料の密度が低下し、これにより搬送管路内で、採取されたメタンハイドレートを含有する海底が上昇する。
【０００９】
好ましくは、空気の代わりに任意選択的に他のガス、特にメタンガスを吹き込むことも考えられる。
【００１０】
好ましくは、有利には海面下で、採取および／または運搬中、海底に残された物からメタンハイドレートを分離しかつ／またはメタンハイドレートからメタンを生成する手段が講じられない。好ましくは、いずれにせよ採取および／または運搬自体によるものではないそのような手段が講じられることはない。
【００１１】
好ましくは、採取および／または運搬中、まだ採掘されていない海底にガスが送り込まれない。好ましくは、採取および／または搬送中、海底へ適切な熱の注入が行われない。好ましくは、いずれにせよ採取および／または運搬によるものではない熱の注入が行われない。好ましくは、加温された流体が海底に送り込まれない。特に好ましくは、メタンハイドレートを含有する海底へ適切な熱の注入が行われない。これについては本発明に係る方法において省略することが可能であり、このようにしてコストを削減することが可能であることが判った。特に好ましくは、まだ採掘されていないメタンハイドレートを含有する海底には何も送り込まれない。
【００１２】
好ましくは、採取中に生成されることがあるかつ／または放出されることがあるガス、特にメタンが捕集され、処理装置へ案内される。このようにすると、産出量を増加させることが可能であり、メタンの制御されていない流出、いわゆるブローアウトの危険性が低減される。そのようなブローアウトは、とりわけ、採取が実施されるとともに処理装置を有してよい浮遊補給装置にとって特に危険である。
【００１３】
原則として、これは、常時作動するガス収集装置および／または作動中のガス収集装置によって行われることが考えられる。
【００１４】
好ましくは、採取中、ガス、特にメタンが生成されかつ／または放出されることが検出される。
【００１５】
好ましくは、ガス収集装置は、ガスが検出されたときにだけ作動させられる。常時作動するガス収集装置および／または作動中のガス収集装置は、たとえば摩耗しやすいことによって、産出量が低下するような影響を方法に与え得る。このガス収集装置は、採取装置および／またはガス捕集装置から成るユニットの横方向の位置決めを困難にし得る。
【００１６】
採取は、好ましくは、回転駆動式の採取工具を有する採取手段を用いて行われる。採取工具は、好ましくは、メタンハイドレートを含有する海底を、メタンハイドレート含有であってもなくてもよい隣接する海底から分離するまたは削剥することが可能である。採取工具は、好ましくは、切削ヘッドを有する。採取工具は、好ましくは、リッパを有する。採取工具は、好ましくは、ボーリングヘッドを有する。採取されたメタンハイドレートを含有する海底は、好ましくは、採取工具の収集開口を通って採取工具内へ案内され、好ましくはさらに採取工具からガスリフト管路内へ案内される。採取工具は、好ましくは略円錐形の外側輪郭を有し、特に好ましくはボーリングビットを有する。これによって、特に側方で傾斜した海底では、採取装置が側方にふらつくおそれが低減される。
【００１７】
採取は、好ましくは相並んで実施され、特に好ましくは相互に少なくともほぼ隣接するまたは一部で重なり合うボーリングによって行われる。ボーリングは、好ましくは深さ２００ｍ未満で海底に達する。
【００１８】
採取手段は、好ましくは、補給装置から独立して側方に動かされる。採取手段は、好ましくは、補給装置に対して相対的に側方に動かされる。この移動は、好ましい実施の形態では、変位手段によって行われる。変位手段は、たとえばプロペラを具備する少なくとも１つの推進装置を有してよい。
【００１９】
好ましくは、補給装置において、メタンハイドレートを含有する海底またはメタンハイドレートからメタンが分離される。海底に残された物は、好ましくは、戻し管路を介して戻される。
【００２０】
好ましくは、この方法は、以下の方法ステップを有する。
【００２１】
好ましくは、メタンハイドレートを含有する海底が採取される。
【００２２】
好ましくは、採取プロセス中に生成されることがあるかつ／または放出されることがあるガス、特にメタンが捕集され、海面へ案内される。
【００２３】
好ましくは、採取されたメタンハイドレートを含有する海底は、ガスリフト法を用いて海面へ運搬される。
【００２４】
好ましくは、処理装置を用いて、メタンハイドレートを含有する海底からメタンが回収される。そのために処理装置は、好ましくはガス分離設備を有する。
【００２５】
好ましくは、補給装置において、好ましくはガス分離設備において回収されたメタンが、ガスリフト法に使用される。
【００２６】
好ましくは、海底に残された物は、補給装置から戻し管路を通って戻される。
【００２７】
本発明は、特に請求項１から８までのいずれか１項記載の方法を実施するための、メタンハイドレートを採掘するシステムにも関する。
【００２８】
装置全体ともみなしてもよい、本発明に係るシステムは、処理装置を有する。処理装置は、好ましくは海面の付近にまたは海面に配置されている。本発明に係るシステムは、好ましくは採取装置を有し、採取装置は、特に好ましくは、ガス捕集装置を有してよい。さらに本発明に係るシステムは、処理装置と採取装置および／またはガス捕集装置との間に接続管路を有する。
【００２９】
採取装置および／またはガス捕集装置は、好ましくは、海底に位置決め可能なユニットを形成している。
【００３０】
採取装置および／またはガス捕集装置は、好ましくは、採取手段を有する。採取手段は、好適には、採取工具を有する。採取工具は、好ましくは中空に形成され、かつ／またはメタンハイドレートを含有する海底のための案内管路を有する。採取工具は、好ましくは収集開口を有し、収集開口を通って、好ましくは採掘されたメタンハイドレートを含有する海底が、採取工具内へ、さらに好ましくはこれに続いて接続管路内へ進入することが可能である。採取工具の外側輪郭は、好ましくは円錐形に形成されている。特に好ましくは、採取工具は、ボーリングビットを有する。
【００３１】
採取手段は、好ましくは、採取工具を駆動するための回転駆動装置を有する。
【００３２】
採取装置および／またはガス捕集装置は、好ましい実施の形態では、ガス捕集手段を有する。ガス捕集手段は、好ましくは作動および停止可能なガス収集装置と、さらに好ましくはガス検出器とを有する。ガス収集装置は、たとえば円筒形または円錐形であってよい。ガス収集装置の作動および停止は、ガス収集装置が入れ子式にまたはアコーディオン式に伸縮可能であってよいことによって実現することが可能である。ガス収集装置は、好ましくはエプロンまたは保護スクリーンと称されてもよい。
【００３３】
接続管路は、好ましくは、ガスを用いてメタンハイドレートを含有する海底を運搬するためのガスリフト管路を有する。好ましくは、接続管路は、フレキシブルであり、その上端と下端との間で相対運動を可能にする。
【００３４】
処理装置は、好ましくは、ガス分離設備を有する。このガス分離設備において、好ましくは、海底に残された物からのメタンハイドレートの分離および／またはメタンハイドレートからのメタンの生成が行われる。
【００３５】
好ましくは、海底に残された物からのメタンハイドレートの適切な分離および／またはメタンハイドレートからのメタンの適切な生成は、専ら海面で、好ましくは補給装置において行われる。
【００３６】
好ましくは、ガス捕集手段および／または採取手段は、変位手段によって横方向に可動であり、しかも好ましくは補給装置から独立して可動であり、さらに好ましくは補給装置に対して相対的に可動である。変位手段は、推進装置として構成されてよい。変位手段は、プロペラをそれぞれ有してよい。
【００３７】
好ましくは、ユニットに支持体が設けられている。支持体は、好ましくはトルク支持体として構成されていて、好ましくは回転駆動装置に起因するトルクに対する対応受けを提供する。支持体は、好ましくは長さ変化可能であり、好ましくは伸縮可能である。
【００３８】
好ましくは、ユニットは、採取中に生成されかつ／または放出されたガスであって、好ましくはガス収集装置によって捕集されたガス、特にメタンを、弁アセンブリを介してガス分離設備へ案内するために、ガス貫通開口を有する。
【００３９】
採取装置および／またはガス捕集装置からそれぞれ形成された複数のユニットが設けられてよい。複数のユニットの衝突を防止する自動の衝突回避装置が設けられてよい。そのために補給装置に対して相対的な各々の採取装置および／またはガス捕集装置の位置を検出する検出器が設けられてよい。代替的にまたは付加的に、たとえば「全地球測位システム」を用いて絶対位置を検出して、位置決めに影響を及ぼすためかつ／または衝突回避のために用いることが可能である。
【００４０】
メタンハイドレート採取装置とも称される、本発明に係る、メタンハイドレートを採掘するまたは採取する装置は、回転軸線を中心に回転駆動可能な採取ヘッドを有し、採取ヘッドは、前面と径方向の面とを有する。前面に、少なくとも１つの前面側の採取工具が設けられており、好ましくは径方向の面に、少なくとも１つの径方向の採取工具が設けられている。採取ヘッドは、採取された海底の全ての成分を収集するための収集開口をさらに有する。
【００４１】
したがって、本発明に係るメタンハイドレート採取装置は、埋蔵物の領域でメタンハイドレートを海底の他の成分とともに採取するために用いられる。海底の他の成分からメタンハイドレートを適切に分離するための手段は、本発明に係るメタンハイドレート採取装置では設けられていない。
【００４２】
収集開口は、好ましくは、採取ヘッドの前面に設けられている。これによって、採取工具を用いて解されたかつ採取された材料は、特に効果的に搬出するために収集することが可能である。
【００４３】
採取ヘッドは、好ましくは基体を有し、基体は、前面と径方向の面を形成している。
【００４４】
特に好ましい実施の形態では、前面に、好ましくは回転軸線に対して回転対称の、前面から突出するボーリングビットが設けられている。ボーリングビットは、特に傾斜した面で海底を掘削する場合に懸念される、ボーリングヘッドの所望されない側方の変位を阻止する。
【００４５】
メタンハイドレート採取装置の特に好ましい形態では、基体の前面は、好ましくは鈍角な前面角度を有する円錐面として構成されており、前面角度は、特に好ましくは１８０°〜９０°、さらに好ましくは１７５°〜１３０°、その上さらに好ましくは約１７０°である。
【００４６】
さらに好ましくは、基体の径方向の面も、好ましくは鋭角の径方向の面の角度を有する円錐面として構成されており、径方向の面の角度は、特に好ましくは５°〜３０°、さらに好ましくは８°〜２０°、その上特に好ましくは約１０°である。
【００４７】
さらに、メタンハイドレート採取装置は、好ましくは採取物供給装置を有し、採取物供給装置は、前面とは反対側に位置する背面側で、基体と好ましくは直接に結合されている。採取物供給装置は、採取ヘッドの収集開口から収集された海底の採取物を搬送装置に供給するために用いられ、搬送装置によって、採取物は、好ましくは水面に搬送される。
【００４８】
そのために特に好ましくは、基体内に、収集開口および採取物供給装置に連通しているチャネルが設けられている。
【００４９】
採取物供給装置は、好ましくは接続部材を介して、好ましくは搬送管路として構成された搬送装置と結合されている。この場合、採取物供給装置は、特に好ましくは、採取物供給装置が、基体の、前面とは反対側に位置する背面と結合されていることによって、採取ヘッド全体の安定性を高める、または採取ヘッドの剛性が所望の値に適合されるように構成されてよい。
【００５０】
搬送管路は、原則として、海底の採取物を搬送するために適切なあらゆる形で、特にフレキシブルに構成されてもよい。
【００５１】
しかし、特に好ましくは、搬送管路は、搬送ラインの内部によって形成されている。
【００５２】
「搬送ライン」とは、海底を採取するために設けられたそのような構成要素のための支持機能をも満たし、好ましくは採取ヘッドとともに回転することが可能である管状の装置を意図している。
【００５３】
埋蔵物に降下した後の採取ヘッドの上昇が吸着効果によって困難にならないように、基体の特に好ましい改良形は、前面と背面との間に貫通開口を有する。この貫通開口を介して、背面と前面との間の圧力補償を行うことができる。これによって、前面側の負圧の形成によって場合によって生じ得る吸着効果のおそれが低減される。また、採取ヘッドが収集開口を通って収集される採取物に対して海底に単位時間当たりあまりにも速く進入する場合、この貫通開口によって、収集開口を通る、採取されたメタンハイドレートを含む海底の収集をバイパス効果によって容易にすることが可能である。
【００５４】
メタンハイドレート採取装置の特に好ましい形態は、採取ヘッド支持装置を有し、採取ヘッド支持装置によって、採取ヘッドは、回転軸線を中心に回転可能に支持されている。この特別な形態に基づいて、ボーリングヘッドの重力および運転中に生じ得る他の反動力の全ては、たとえばボーリングラインによって吸収しなくてもよく、運転中に少なくとも部分的に採取ヘッド支持装置によって吸収し、好ましくは海底に直接導入することが可能である。そのために特に好ましくは、採取ヘッド支持装置は、少なくとも３つの支持脚を有してよい。
【００５５】
採取ヘッド支持装置に、特に好ましくは、採取ヘッドを回転駆動させるための回転駆動装置が設けられている。この場合、回転駆動に必要なトルクは、たとえばボーリングラインを介して離れて配置された回転駆動装置から伝達されなくてもよく、直接採取ヘッドにまたは少なくともその付近でボーリングラインに導入することが可能であり、これによってボーリングラインに作用する材料の負荷を大幅に低減させることができる。
【００５６】
採取ヘッド支持装置は、推進装置を有してよい。「推進装置」とは、海水を特定の方向に流れさせることが可能であるあらゆる装置を意図している。この推進装置によって、採取ヘッドおよび／または支持脚などのメタンハイドレート採取装置の構成部材が海底に係合しない状態では直ちにメタンハイドレート採取装置を海底に対して横方向に変位させることが可能である。特に、推進装置が、推進方向を変化させることができるように構成されかつ／または相互に依存せずに運転可能な複数の推進装置が設けられていると、推進装置によって、海底におけるメタンハイドレート採取装置の適切な位置決めを行うことができる。これは、特に、メタンハイドレート採取装置が、好ましくは海底を採取するために相互に密に隣接するまたは一部で重なり合うボーリングに使用されるべきものであるので、特に重要である。そのために特に好ましくは、検出器が設けられてもよく、検出器を用いて、たとえば補給プラットフォームに対して相対的な位置決めが可能である。補足的にまたは代替的に、本発明に係るメタンハイドレート採取装置は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ；全地球測位システム）センサを有してもよく、これによって緯度および経度座標に基づく位置決めが可能である。
【００５７】
採取ヘッド支持装置が少なくとも１つのガスシールドを有し、ガスシールドによって、採取ヘッドの付近の空間領域が少なくとも部分的に周辺から任意にシールド可能である、メタンハイドレート採取装置の形態が特に有利である。採取ヘッドの付近の領域をシールドすることによって、この領域において流出するガスが支障なく周辺に達し得ることが阻止される。むしろそのようなガスは、ガスシールドによって捕集して、たとえば搬送管路に対する相応のアクセスを設けることによって搬送管路に達し、採取物とともに搬送することが可能である。
【００５８】
採取ヘッドの付近の領域にガス、特にメタンガスが存在しないとき、このガスシールドは必要とされないので、本発明に係るメタンハイドレート採取装置の特に好ましい形態では、ガス検出器が設けられており、ガス検出器は、特に好ましくは、採取ヘッド支持装置に配置されている。このガス検出器は、採取ヘッドの付近の領域でガスが検出されるときにだけガスシールドが作動させられるように、ガスシールドと作用接続されている。
【００５９】
本発明に係る、メタンハイドレートからメタンを回収する方法では、メタンハイドレートを含有する海底が採取され、採取物が、搬送管路内で水面に向けて発生させられた水流にのせて搬送される。水流を発生させるために、水面下で、メタンガスが搬送管路内に導入される。このメタンガスは、好ましくは、搬送プロセスの進行中にすでに搬送されたメタンハイドレートから回収することが可能であるので、方法の進行中にメタンガスの一部を搬送のために用いることが可能である。したがって、付加的な装置を回避することが可能であり、また別の種類の、圧力下にあるガス、たとえば搬送プロセスの進行中に既知のエアリフト法に適用するための圧縮空気の、エネルギを大量に消費する準備処理を回避することが可能である。
【００６０】
好ましくは、搬送管路に導入されるメタンガスが進行中の回収プロセスを起源とするとき、まずは別個に用意された圧力下にあるガスが搬送管路に導入されることによって搬送プロセスを開始すればよい。このガスは、原則的に、あらゆる任意のガス、特に圧縮空気であってもよい。
【００６１】
しかし、腐食作用を及ぼす酸素が圧縮空気により搬送管路の内部に達することを回避し、搬送される成分と酸素との強い発熱反応の危険性を低減させるために、好ましくは、搬送プロセスの開始時、圧力下にあるメタンガスが導入される。そのためにメタンガスは、たとえば別個の圧力容器に用意することが可能である。搬送プロセスの開始時、メタンガスは、好ましくは０．１ＭＰａ〜０．５ＭＰａの圧力下でメタンガスタンクに用意され、好ましくは３ＭＰａ〜５ＭＰａの範囲の圧力へ圧縮され、搬送管路内に導入される。特に好ましくは、メタンガス圧は、所望の体積流量の採取物が搬送されるように調整されるまたは制御される。
【００６２】
装置全体ともみなすことが可能である、本発明に係る、特に本発明に係る方法を実施するための、メタンハイドレートからメタンを回収するシステムは、メタンハイドレートを含有する海底を採取するための採取手段と、海底の採取物を搬送するための搬送管路と、メタンガスタンクであって、メタンガスタンク内に、好ましくは搬送されたまたはプロセス技術的な処理によって採取物から回収されたメタンガスが陸上運搬のために貯蔵可能である、メタンガスタンクと、メタンガスタンクと水面下で搬送管路とに接続されたガス管路と、好ましくは弁手段であって、弁手段によって、メタンガスタンクが任意にガス管路を介して搬送管路と接続可能である、弁手段と、を備える。上述のように、必要な場合に搬送プロセスが別個に用意される圧縮ガスによって開始された後で、好ましくは、この装置によって、搬送プロセスを維持するために回収されたメタンガスの一部を使用することが可能である。
【００６３】
弁手段は、好ましくは、メタンガスが搬送管路内に流入する体積流量および／または圧力を変化させることができるように構成されてよい。この手段に基づいて、メタンガスの体積流量および／または圧力の変化によって、搬送される海底の採取物の体積流量に影響を及ぼす、特に目標値に至るように制御するまたは調整することが可能である。後者は、好ましくは、単位時間当たりの廃物の搬送量を検出する手段、好ましくは体積流量検出手段が設けられている、特に好ましくは、弁手段が体積流量目標値に至るように制御可能であるように構成されているかつ弁手段と接続されていると、特に有利である。
【００６４】
以下、それぞれ図面に略示された実施の形態に基づき本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る、メタンハイドレートを採掘する方法を実施するのに適したシステムの概略図を示す。
【図２】図１に示されたシステムの一部を幾分か詳細に示す。
【図３】本発明に係るメタンハイドレート採取装置を概略的に示す。
【図４】本発明に係る、メタンハイドレートからメタンを回収するシステムを概略的に示す。
【００６６】
図１および図２に示された、メタンハイドレート１を採掘するシステムまたは全体の装置によって、メタンハイドレートを含有する海底２が採取されて、海面Ｍに位置する補給装置３へ運搬される（特に図１参照）。図示の実施の形態では、補給装置３は、補給用船舶である。補給装置３は、採掘法を実施するために必要とされるそのような構成要素の他に、処理装置８を有し、処理装置８において、メタンまたはメタンハイドレートが海底の他の成分から分離される。
【００６７】
このシステムによって、メタンハイドレート１と海底Ｂのその他の物とから成る混合物が採取される。メタンハイドレートを含有する海底Ｂは、固体の凝集状態で採取され、固体の凝集状態で、運搬中に逃げ出すことがあるメタンとともに、海面に位置する補給装置３へ運搬される。
【００６８】
運搬は、ガスリフト法を用いて行われる。そのために海面下で接続管路９にガスが、それも開始段階では最初は空気が吹き込まれる。その後で付加的にまたは代替的にメタンを、そのために必要な圧力が提供されると直ちに吹き込むことができる。また、メタンハイドレートを含有する海底を採取し、これに続いて採取されたメタンハイドレートを含有する海底を処理することによって充分な量のメタンが充分な圧力下で生成されるまで、まずは圧力下にあるメタンを用意することも可能である。
【００６９】
採取および運搬中には、海面下で、メタンハイドレートを海底に残された物から分離する手段が講じられない。メタンハイドレートからメタンを生成する手段も講じられない。いずれにせよ好ましくは、採取および／または運搬自体によるものではないこの種の手段が講じられることはない。採取および／または運搬中、ガスが海底に送り込まれず、また適切な熱の注入が行われず、いずれにせよ採取および／または運搬によるものではない熱の注入が行われることはない。好ましくは、加温された液体が海底に送り込まれない。特に好ましくは、メタンハイドレートを含有する海底２へ適切な熱の注入が行われない。また、まだ採掘されていないメタンハイドレートを含有する海底へは何も送り込まれない。
【００７０】
採取中に生成されることがあるかつ／または放出されることがあるガス、特にメタンは、ガス捕集手段４を用いて捕集され、接続管路９を通って補給装置３へ案内される。そのためにガス検出器１２を用いて、採取中にガス、特にメタンが生成されるかかつ／または放出されるかが検出される。ガス捕集手段４は、作動および停止可能なガス収集装置５を有する。ガス収集装置５は、ガスが検出されるときにだけ作動させられる。図示の実施形態では、ガス収集装置５は、円筒形で入れ子式に伸縮自在である。
【００７１】
採取は、ボーリングヘッド６を具備する、回転駆動式の採取工具を有する採取手段を用いて行われる。図２から、ボーリングヘッド６がその側面および下面にリッパ１７を有し、略円錐形の外側輪郭を有し、かつボーリングビット２１を具備することが看取可能である。ボーリングヘッド６は、供給装置７と接続部材２０とを介して接続管路９と結合されている。
【００７２】
ボーリングヘッド６およびガス捕集手段４は、海底Ｂに位置決め可能なユニット１４に属している。ユニット１４は、補給装置３から独立して補給装置３に対して相対的に変位可能である。そのために推進装置として構成された変位手段１５が設けられている。図示されていない位置検出手段が設けられており、位置検出手段は、補給装置に対して相対的なユニット１４の位置または全地球測位システムにおけるユニットの位置を検出する。
【００７３】
ユニット１４には、支持体１６が設けられている。支持体は、トルク支持体として構成されていて、回転駆動装置１１に起因するトルクに対する対応受けを提供している。
【００７４】
図１には、補給装置３とユニット１４との間の接続管路９が示されている。
【００７５】
図１は、ボーリングヘッド６が収集開口１０を有し、収集開口１０を通って、採掘されたメタンハイドレートを含有する海底が、まず供給装置７に進入し、次に接続部材２０を介して接続管路９内に進入可能であることも示している。
【００７６】
ボーリングヘッド６を駆動するための回転駆動装置１１も図２に示されている。
【００７７】
補給装置３に配置された処理装置８は、ガス分離設備１３を有する。このガス分離設備１３では、海底に残された物からメタンハイドレート１が分離され、メタンハイドレート１からメタンＥが生成される。このガス分離設備１３では、すでに以前に生じて捕集されたメタンを中間貯蔵することもきる。
【００７８】
図１では、戻し管路１８が略示されている。戻し管路１８は、処理装置８から少なくとも水面下まで、好ましくは海底の付近へ通じていて、メタンハイドレートから分離された廃物を戻すために用いられる。
【００７９】
図１における矢印Ｐ１は、ガスリフト法を用いた、メタンハイドレートを含有する海底の運搬を記号で表している。矢印Ｐ２は、接続管路９からガス分離設備１３へのメタンハイドレートを含有する海底の引渡しを記号で表している。矢印Ｐ３は、メタンリフト法を実現するための、ガス分離設備１３から接続管路９へのメタンＥの導入を記号で表している。矢印Ｐ４は、ガス分離設備１３から戻し管路１８を通る海底に残された物の戻しを記号で表している。矢印Ｐ６は、支持体１６の伸縮自在性を記号で表している。矢印Ｐ７は、エプロンとして構成されたガス収集装置５の入れ子式の伸縮自在性を記号で表している。矢印８は、収集開口１０を通って供給装置７の内部へ向かう、採取されたメタンハイドレートを含有する海底の収集を記号で表している。矢印９は、ボーリングヘッド６の回転運動を記号で表している。
【００８０】
図３において全体に符号３００が付された実施の形態は、海底Ｂにおけるメタンハイドレート埋蔵物Ｌを採取するために用いられる。図示の装置は、採取ヘッド３０１を含み、採取ヘッド３０１は、回転軸線Ｄを中心に回動駆動可能である。採取ヘッドは、運転中に採取されるべきメタンハイドレート埋蔵物Ｌへ向いた、半径Ｒを有する前面３０２と、前面３０２に続く、高さＨを有する径方向の面３０３とを具備する。前面３０２には、前面の半径Ｒにわたって分配された前面側の複数の採取工具３０４が配置されており、採取工具３０４は、たとえば通常は塊状の物体としての海底を採取する歯として構成されてよい。
【００８１】
さらに、径方向の面３０３には、採取ヘッド３０１の周にわたって分配された径方向の採取工具３０５が設けられており、これらの採取工具３０５は、同様に通常は塊状の物体としての海底を採取する歯として構成されてよい。径方向の採取工具３０５は、好ましくは径方向の面の全高Ｈにわたって配置されている。
【００８２】
さらに採取ヘッド３０１は、前面３０２に、好ましくは回転軸線Ｄに対して回転対称の、前面３０２から突出するボーリングビット３０６を有する。ボーリングビット３０６は、メタンハイドレート採取装置の運転中、作業ヘッド３０１に先んじて、採取されるべき海底Ｂに進入し、採取プロセス中に作業ヘッド３０１が横方向に「ふらつく」おそれを低減させる。
【００８３】
さらに作業ヘッドは、採取されるべきメタンハイドレート埋蔵物Ｌの領域に存在する全ての成分を含む海底Ｂを採取するための収集開口３０７を有する。つまり、収集開口３０７によってメタンハイドレートだけが収集されるのではなく、収集開口３０７内に進入する前に逃げ出さなかった他の全ての成分も収集される。
【００８４】
収集開口３０７は、ボーリングビット３０６によって覆われていない限り、径方向の面の半径のほぼ全体にわたって延在している。前面側の採取工具３０４もボーリングビット３０６までしか延在していないことが明らかである。
【００８５】
採取ヘッド３０１は、前面３０２と径方向の面３０３とを形成している基体３０８を有する。前面は、約１７０°の鈍角な前面角度α１を有する円錐面として構成されている。径方向の面は、約１０°の径方向の面の角度α２を有する鋭角の円錐面として構成されている。
【００８６】
基体３０８内に、運搬チャネル３０９が設けられており、運搬チャネル３０９を通って、収集開口３０７内に進入した材料が、採取物供給装置３１０に供給される。採取物供給装置３１０は、前面３０２とは反対側に位置する背面３１１側で、基体３０８と結合されている。採取物供給装置３１０は、採取ヘッドの安定性を高める働きをしかつ／または所望の値に対して採取ヘッドの剛性を適合させる働きをする。他方、採取物供給装置は、採取物を海底から搬送管路３１２に供給するために用いられる。そのために採取物供給装置３１０は、接続部材３１３を介して搬送管路３１２と結合されている。
【００８７】
図示の実施の形態では、搬送管路３１２は、中空の搬送ライン３１４の内部によって形成されており、搬送ライン３１４は、接続部材３１３の手前から、海面Ｏに位置する、ここでは船舶によって形成されたプラットフォーム３１５にまで至る。
【００８８】
さらに基体３０８は、１つまたは複数の貫通開口３１６を有し、貫通開口３１６は、前面３０２と背面３１１との間に延在している。貫通開口３１６の内側に記入された両矢印によって記号で表されているように、貫通開口３１６を介して、前面３０２に作用する圧力と背面３１１に作用する圧力との補償を行うことができる。したがって、上昇を困難にするどころか不可能にさえするであろう、海底Ｂにおける採取ヘッド３０１の吸着が阻止される。特にメタンハイドレート埋蔵物Ｌ内へ採取ヘッドを素早く送るとき、貫通開口３１６に基づいて、収集開口３０７を通る採取物の収集を容易化することも可能である。
【００８９】
図３に示された、メタンハイドレート採取装置の実施の形態は、採取ヘッド支持装置３１７をさらに有し、採取ヘッド支持装置３１７によって、採取ヘッド３０１は、回転軸線Ｄを中心に回転可能に支持されている。そのために図示の実施の形態では、搬送ライン３１４は、モータ式の回転駆動装置３１８を通過する。回転駆動装置３１８によって、採取ヘッド３０１は、回転軸線Ｄを中心に回転させることが可能である。
【００９０】
回転駆動装置３１８は、作業ヘッド支持装置３１７の横支持体３１９に支持されている。横支持体３１９は、回転軸線Ｄに対して垂直方向に見て直径Ｄ１を有する略円形の形状を有し、直径Ｄ１は、採取ヘッド３０１の最大直径Ｄ２よりも大きい。
【００９１】
横支持体３１９に、半径方向外側に複数の支持脚３２０が配置されており、判りやすくするために、そのうちの２つだけが図示されている。支持脚３２０は、入れ子式に構成されてよい。支持脚３２０は、一方では、海底Ｂに採取ヘッド支持装置３１７を支持するために用いられ、他方では、メタンハイドレート採取装置の運転時にたとえば採取ヘッドの回転によって生じる反力を海底Ｂに導入するために用いられる。
【００９２】
メタンハイドレート採取装置３００は、複数の推進装置３２１をさらに有し、そのうち２つだけが図示されている。推進装置３２１は、推進装置３２１によって水流を発生させることができるように構成されているので、メタン採取装置は、採取ヘッド３０１および採取ヘッド支持装置３１７がもはや海底Ｂと接触しなくなると直ちに海底に対して変位して、位置決めすることが可能である。そのために推進装置３２１は、たとえば、相互に別々に制御可能である複数のプロペラ駆動装置を有してよい。さらに推進装置３２１は、その都度発生させられる水流の方向を変化させることができるように構成されかつ／または配置されてもよい。プラットフォームに対して相対的なメタンハイドレート採取装置の位置決めが可能であるように推進装置３２１を制御可能にする手段が設けられてよい。ＧＰＳセンサを設けて、緯度および経度に基づく位置決めが可能であるようにしてもよい。１つのプラットフォームから複数のメタンハイドレート採取装置を運転して、推進装置を用いた複数のメタンハイドレート採取装置の位置決めを、複数のメタンハイドレート採取装置の衝突防止システムを形成するために利用することがさらに考えられる。
【００９３】
横支持体３１９の、海底Ｂに面する側に、ガスシールド３２２が設けられており、ガスシールド３２２によって、採取ヘッド３０１の付近の空間領域がシールド可能である。そのために、ガスシールド３２２は、横断面で見て環状の、入れ子に内外に係合する複数のシールド部分３２３，３２４，３２５を有する。入れ子式に収縮した状態では、採取ヘッド３０１は、横支持体３１９の下面との間で側方に周辺に対してほぼ露出しており、これに対して、シールド部分が入れ子式に伸長した状態では、採取ヘッド３０１は、横支持体３１９の下方で、少なくともほぼ、側方にシールド部分３２３，３２４，３２５によって包囲されていて、ひいては作業ヘッド３０１の付近の空間領域は、少なくとも部分的に、それどころかガスシールド３２２が海底Ｂの表面にまで達するときには少なくともほぼ完全にシールド可能である。ガスシールド３２２を用いると、採取プロセス中に採取ヘッド３０１の領域内に生成されることがあるまたはメタンハイドレート埋蔵物Ｌから逃げ出すことがあるガスが制御されずに周辺に流出し得ることが回避される。
【００９４】
ガスシールド３２２によって捕集されたガスを搬出するために、ガス供給管路３２６が設けられている。ガス供給管路３２６は、回転駆動装置３１８の領域で、ガスシールド３２２によってシールドされた空間に通じていて、図示されていない回転シールを介して搬送管路３１２と連通しているので、このガスは別の採取物とともに海底からプラットフォーム３１５へ導かれる。
【００９５】
ガスシールド３２２は、実際に採取ヘッド３０１の付近の領域でガスが流出するまたは生じるときにしか必要とされないので、回転駆動装置３１８の領域で横支持体３１９にガス検出器３２７が設けられている。ガスシールド３２２は、ガスが検出されるときにだけ入れ子式に構成されたシールド部分３２３、３２４、３２５が伸長するように構成されているとともにガス検出器３２７と作用結合されている。もちろん、このガスは、特にメタンであってよい。
【００９６】
図４において全体に符号４００が付された、本発明に係る、メタンハイドレートからメタンを回収するシステムまたは装置も、浮遊式の補給装置４０１を有する。補給装置４０１は、水面Ｏから突出している。補給装置４０１は、とりわけ、図面には認められない複数のセグメントを提供するかつ操作するために用いられる。セグメントは、全体に符号４０３が付された、海底Ｂを採取するための採取装置から、補給装置４０１にまで達する搬送管路４０２に統合可能である。海底Ｂには、メタンハイドレート１が存在し、ガス状のメタンＧも存在することがある。
【００９７】
採取装置４０３は、ハウジング４０５を有する回転駆動装置４０４を具備し、ハウジング４０５内には、図４において認められないモータ式の回転駆動装置が設けられている。回転駆動装置は、採取手段４０６の回転に用いられ、採取手段４０６は、海底に対して略垂直に延在する軸線を中心に回転可能な採取ヘッド４０７として構成されている。採取ヘッド４０７は、ボーリングビット４０８を含む略円錐形の外側輪郭を有する。円錐形の外側輪郭とボーリングビット４０８とに基づいて、特に海底が採取領域で側方に下降傾斜しているとき、採取ヘッド４０７が側方に「ふらつく」ことが回避される。
【００９８】
採取ヘッド４０７は、その円錐面に、ボーリングビット４０８にまで達する収集開口４０９を有する。収集開口４０９は、採取ヘッド４０７によって削剥された海底の採取物を収集するために用いられる。
【００９９】
採取装置は、矢印Ｐ１に応じて好ましくは入れ子式に長さを変化させることができるスタンド脚４１０をさらに有し、スタンド脚４１０は、側方でハウジング４０５に枢着されており、スタンド脚４１０を介して、ハウジング４０５は、海底に接している。スタンド脚４１０は、採取ヘッド４０７の回転に起因する、海底Ｂへ導入しなければならない反力を吸収するためにも用いられる。
【０１００】
ハウジングに、複数の推進装置４１１が、好ましくは海底に対して略垂直に延在する軸線を中心に揺動可能にさらに設けられてよい。これらの推進装置４１１によって、その都度水流を発生させることができるので、水流は、採取ヘッド４０７もスタンド脚４１０も海底Ｂに接触しない状態にまで採取装置４０３が海底から上昇させられている場合には、海底に対して相対的に採取装置全体を位置決めするために使用することが可能である。水流を発生させるために、推進装置は、モータ駆動式のプロペラを有してよい。持上げは、採取装置４０３が、補給装置４０１における搬送管路４０２に作用することによって、またはたとえばロープなどの図示されていない別個の持上げ手段によって全体が上昇させられることによって行うことが可能である。
【０１０１】
搬送管路４０２が、好ましくはフレキシブルである場合、供給ユニット４０１を同時に変位させることなく、採取装置４０３全体の側方の変位や回転を、搬送管路４０２の柔軟性によって設定された範囲内で行うことができる。これは、採取装置４０３が変位するたびに補給装置４０１を一緒に変位させなくてよいので、特に有利である。補給装置４０１が別の浮遊装置、たとえば補給用船舶と動作接続されているとき、一緒に変位させる必要があると、手間が増すことになる。
【０１０２】
加えて、ハウジング４０５は、ガスシールド装置４１２を有してよい。ガスシールド装置４１２は、好ましくはハウジング４０５の下面から任意に海底にまで伸長することが可能であるので、ガスシールド装置４１２は、伸長状態で、ハウジング４０５の下面とともに、採取ヘッド４１１の付近の領域を別の周辺領域からシールドする。そのためにガスシールド装置は、たとえば入れ子式にまたは蛇腹式に構成されてもよく、矢印Ｐ２が意味する海底への降下および海底からの上昇を実現するのに適した運動手段を有してよい。
【０１０３】
搬送管路４０２は、供給管路４１４を介して処理装置４１５と接続された補給装置側の端部領域４１３を有する。処理装置４１５は、メタンハイドレート１およびすでに放出されたメタンガスを海底の残りの採取物から分離するために用いられる。処理装置４１５はメタンガスタンク４１６を有し、メタンガスタンク４１６には、処理装置４１５によって発生させられたメタンガスが貯蔵される。処理装置４１５にさらに廃物戻し管路４１７が設けられており、廃物戻し管路４１７によって、メタンハイドレートの分離後に海底の採取物が再び海底へ戻される。
【０１０４】
採取装置４０３のハウジング４０５は、ガスチャネル４１８をさらに有してもよく、ガスチャネル４１８は、第１の弁手段４１９を介して搬送管路４０２と接続することが可能である。存在する圧力勾配に基づいて、メタンガスは自ずと搬送管路４０２内へ流入させられる。採取プロセス中に採取ヘッド４０７の領域でガス、特にメタンガスが放出され、この放出がガス検出器４２２によって検出されると、矢印Ｐ２により記号で表されているように、まずはガスシールド装置４１２によって、下方への変位により、周辺に対して採取ヘッド４０７の付近の領域がシールドされる。これにより、流出するガスが制御されずに周辺に達し、最悪の場合には浮遊している補給装置が沈没してしまうおそれが回避される。発生するガスは、ガスチャネル４１８を介してメタンガスタンク４１６内へ導入される。ガスシールド装置４１２は、ガス発生を検出した場合にのみ海底へ降下させられるので、ガスが生じない場合には、採取プロセスが妨げられることはない。
【０１０５】
メタンガスタンク４１６は、メタンガス管路４２０を介して、搬送管路４０２と接続されている。そのために、メタンガス管路４２０は、水面下で搬送管路４０２に通じている。第２の弁手段４２１が設けられており、第２の弁手段４２１によって、体積流量に影響を及ぼすことが可能である。さらにコンプレッサが設けられてもよく、コンプレッサによって、搬送管路４０２内に導入されるメタンガスの圧力に影響を及ぼすことが可能である。通常、メタンガスは、メタンガスタンク内で０．１ＭＰａ〜０．５ＭＰａの圧力下にある。コンプレッサによって、搬送管路４０２内に導入されるメタンガスの圧力が、通常、３ＭＰａ〜５ＭＰａへと上昇させられる。体積流量検出手段４２３がさらに設けられてもよく、体積流量検出手段４２３は、搬送管路４０２内で搬送される海底の採取物の体積流量を検出し、それに基づいて、海底の採取物の実際体積流量が得られるように弁手段に影響が及ぼされる。
【符号の説明】
【０１０６】
１  メタンハイドレート
２  メタンハイドレートを含有する海底
３  補給装置
４  ガス捕集手段
５  ガス収集装置
６  ボーリングヘッド
７  供給装置
８  処理装置
９  接続管路
１０  収集開口
１１  回転駆動装置
１２  ガス検出器
１３  ガス分離設備
１４  採取装置および／またはガス捕集装置のユニット
１５  変位手段
１６  支持体
１７  リッパ
１８  戻し管路
１９  ガス貫通開口
２０  接続部材
２１  ボーリングビット
３００  メタンハイドレート採取装置
３０１  採取ヘッド
３０２  前面
３０３  径方向の面
３０４  前面側の採取工具
３０５  径方向の採取工具
３０６  ボーリングビット
３０７  収集開口
３０８  基体
３０９  運搬チャネル
３１０  採取物供給装置
３１１  背面
３１２  搬送管路
３１３  接続部材
３１４  搬送ライン
３１５  プラットフォーム
３１６  貫通開口
３１７  採取ヘッド支持装置
３１８  回転駆動装置
３１９  横支持体
３２０  支持脚
３２１  推進装置
３２２  ガスシールド
３２３，３２４，３２５  シールド部分
３２６  ガス供給管路
３２７  ガス検出器
４００  システム、装置
４０１  補給装置
４０２  搬送管路
４０３  採取装置
４０４  回転駆動装置
４０５  ハウジング
４０６  採取手段
４０７  採取ヘッド
４０８  ボーリングビット
４０９  収集開口
４１０  スタンド脚
４１１  推進装置
４１２  ガスシールド装置
４１３  端部領域
４１４  供給管路
４１５  処理装置
４１６  メタンガスタンク
４１７  廃物戻し管路
４１８  ガスチャネル
４１９  第１の弁手段
４２０  メタンガス管路
４２１  第２の弁手段
４２２  ガス検出器
４２３  体積流量検出手段
Ｂ  海底
Ａ１  補給管路の下端
Ａ２  補給管路の上端
Ｍ  メタン
Ｏ  海面、水面
Ｐ１〜Ｐ９  矢印
Ｄ  回転軸線
Ｄ１，Ｄ２  直径
Ｈ  高さ
Ｌ  メタンハイドレート埋蔵物
Ｒ  半径
α１  前面角度
α２  径方向の面の角度
Ｇ  メタンガス
１  メタンハイドレート
Ｓ  流れ
【図１】
2019529752.tif 000003
【図２】
2019529752.tif 000004
【図３】
2019529752.tif 000005
【図４】
2019529752.tif 000006
【国際調査報告】
2019529752.tif 000007
2019529752.tif 000008
2019529752.tif 000009
2019529752.tif 000010
2019529752.tif 000011
2019529752.tif 000012